JPH0518043A - 制振角形鋼管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 角形鋼管に制振機能を持たせる。 【構成】 角形鋼管２の隣り合った二面に架橋ゴム層４
と拘束板５とからなる制振材３を取り付け、角形鋼管に
制振機能を持たせ、この制振角形鋼管１を機械の主構成
部材として使用した際に機械の振動を抑え、騒音を減衰
させることができるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は機械構造物等の構成部材
として使用される角形鋼管に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、印刷用機械、工作用機械等の
工業用機械の構成部材として、角形鋼管が広く使用され
ている。角形鋼管は比較的軽量でかつ剛性も大きい事
や、四つの面に他の部材を取り付け易い事等から機械の
主構成部分に用いられる事が多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、各種工業用機械
は、従来より運転に伴う振動や騒音の問題をかかえてお
り、作業環境に影響を及ぼしていた。最近、生産性の向
上や品質向上の為、機械の運転速度アップが不可欠とな
ってきており、それに伴い振動や騒音が重大問題となっ
てきた。騒音対策として、遮音材により騒音発生源を遮
断する方法や、吸音材により騒音を低減させる方法等が
用いられているが、機械の操作等の作業性が低下した
り、大がかりな対策となったりする為、経済的にも見合
わない場合が多い。

【０００４】騒音を押さえる為には上記の方法の他に、
振動源である物を直接制振させることが効果的である。
この場合、角形鋼管は前述の様に機械の主構成部材であ
る為、振動が大きい場合にはその角形鋼管が共振してい
る場合が多く、この角形鋼管を制振することで騒音を著
しく削減することが可能である。また、機械端部を発生
源とする振動に対しても、角形鋼管を制振することで騒
音が著しく低減することが判明した。しかしながら、従
来は、制振機能を備えた角形鋼管は知られていなかっ
た。

【０００５】本発明はかかる現状に鑑みて為されたもの
で、機械の主構成部材として好適に使用でき、且つ制振
効果の大きい角形鋼管を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は角形鋼管を
制振すべく鋭意検討の結果、角形鋼管の少なくとも隣あ
った二面のみに制振材を取り付ける事で制振効果は十分
大きく、角形鋼管の全面（四面）に制振材を取り付け場
合と同等の効果を得ることができること、及び制振材と
しては、架橋ゴム層とそれを押さえる拘束板とで構成す
るのが効果的であることを見出した。

【０００７】本発明はかかる知見に基づいて為されたも
ので、角形鋼管の隣り合った二面に制振材を取り付けた
ことを特徴とする制振角形鋼管を要旨とする。ここで使
用する制振材は、架橋ゴム層とそれを押さえる拘束板と
で構成することが好ましい。以下図１に示す本発明の一
実施例を参照して本発明を更に詳細に説明する。

【０００８】図１において、本発明の制振角形鋼管１
は、角形鋼管２の隣り合った二面に制振材３を取り付け
たものである。本発明において、制振材３の取り付けら
れる角形鋼管の二面は、必ず隣り合っていなければなら
ず、向い合った二面に取り付けた場合には制振効果が小
さい。制振材を取り付ける面は、角形鋼管の内面側、外
面側のどちらでもよいが、外観や外面に他の部材を接続
することを考慮すれば図面の実施例のように内面側が良
く、反対に制振材の取り付け作業性のみを考慮すれば外
面側が良い。また、制振効果を上げるために内外面両側
に取り付けてもよい。

【０００９】制振材３は角形鋼管２の全長に渡って取り
付けることが好ましいが、突起やリブ等で取り付けが不
可能な場合は、取り付け可能な平面部に取り付けるだけ
で十分効果がある。ボルトで固定されている部分やリブ
等が溶接されている部分は概して振動しにくいため、そ
の部分に制振材が無くてもさほど影響はない。

【００１０】角形鋼管に取り付ける制振材３としては、
制振用高分子材料、架橋ゴム層等の吸振性材料のみでも
よい。しかしながら、単にこれらの吸振性材料のみで
は、必要な制振効果を得るためにはその厚さが大きくな
り、例えば角形鋼管の肉厚の１〜３倍と、非常に厚くな
り、重量の点や、特に角形鋼管の内面に取り付ける場合
にはスペースの点で不都合が生じることがある。これに
対し、吸振性材料に剛性を有する拘束板を組み合わせ、
伸縮変形をずり変形に変換させる構成とすると、吸振性
材料の厚みを薄くしても必要な制振効果を得ることがで
きる。このため、制振材としては、吸振性材料に拘束板
を組み合わせたものが好ましく、特に吸振性材料として
架橋ゴム層を用いることが好ましい。そこで、図１の実
施例では制振材３を、架橋ゴム層４と拘束板５とで構成
している。このように架橋ゴム層と拘束板との組み合わ
せを使用すると、例えば角形鋼管の肉厚が１０ｍｍ程度
であれば、架橋ゴム層の厚さは２ｍｍ程度でよく、架橋
ゴム層のみを用いる場合に比べてはるかに薄くでき、重
量も軽くなる。

【００１１】ここで使用する架橋ゴムは、角形鋼管及び
拘束板と複合させ、使用する温度領域における損失係数
が最大となるようにガラス転移点等の粘弾性挙動を調節
し、損失係数を設計すると良い。その為必要に応じてグ
ラファイト、アスファルト、マイカ等を添加する事も効
果的である。拘束板としては、一般的な鋼材やアルミニ
ウム、ＦＲＰ等を使用できる。拘束の効果を十分発揮さ
せる為には、角形鋼管の材質、厚みに応じて拘束板の必
要剛性と最適材質及び厚みを適宜選択すると良い。前述
の１０ｍｍ程度の角形鋼管であれば、架橋ゴム層２ｍｍ
と拘束板は鋼材で約２ｍｍで良い。

【００１２】次に、制振材の角形鋼管への取り付けに
は、制振材自身の粘着性を利用する方法、適当な接着剤
を用いる方法或いはボルト等を用いる機械的な方法等を
挙げることができる。以下、制振材として架橋ゴム層と
拘束板とを用いる場合について詳細に説明する。制振材
として粘性の高い架橋ゴムを使用した場合には、セルフ
プライミング作用があるため接着剤を必要としないが、
粘性の低いものを用いた場合や接着力をより高めたい場
合には、一般的に用いられる接着剤を用いて架橋ゴム層
の取り付けを行う。接着部は角形鋼管と架橋ゴム層間及
び架橋ゴム層と拘束板間であるが、ゴム系接着剤、エポ
キシ樹脂接着剤、ウレタン樹脂接着剤等が適用できる。
また、ボルト等の機械的な方法にて拘束板と架橋ゴム層
を基材に締め付けても良いし、それを併用してもよい。
但し、ボルト等の機械的締め付けを併用する場合には、
実際の角形鋼管の振動を部分ごとに解析、調査し、振幅
が小さく、振動の少ない箇所を選んで施工する事が、制
振性能上好ましい。

【００１３】実際に取り付ける方法としては、角形鋼管
の内面又は外面にまず、架橋ゴムを取り付け、その後、
その上に拘束板を取り付けても良いし、拘束板に架橋ゴ
ムを付けたものを用意し、それを角形鋼管に取り付けて
もよい。角形鋼管の形状によって作業性を考慮し、任意
に選択すればよい。架橋ゴムは二液混合型の場合には、
角形鋼管や拘束板に枠を取り付け、流し込む注型法によ
って行える為、接着力はおのずと大きくなる。また、あ
らかじめ成形されたシート状でも作業は可能である。

【００１４】

【作用】上記したように本発明は角形鋼管の隣接した二
面即ち互いに直角をなす二面に制振材を取り付けてい
る。一方の面に取り付けられた制振材は、主としてその
面に直角方向の振動を制振し、その隣接した他方の面に
取り付けられた制振材は主としてその面に直角方向の、
従って、前記した一方の面には平行方向の振動を制振す
る。このため、角形鋼管の隣接した二面に取り付けた制
振材は、角形鋼管に加わる縦方向、横方向のいずれの振
動をも制振することができ、結局、角形鋼管の四面全部
に制振材を取り付けた場合と同様の制振効果を発揮する
ことができる。

【００１５】また、本発明の制振角形鋼管では、角形鋼
管の二面には制振材を取り付けていない。このため、四
面全部に制振材を取り付ける場合に比べて作業工数が少
なくてすみ、しかも、制振材を内面に取り付ける場合に
は、二面に制振材を設けないため角形鋼管内部にスペー
スを残すことができ、制振材の取り付け作業が容易とな
る。更に、制振材を取り付けない二面は、この制振角形
鋼管を構造材として使用する際に他の部品をボルト、ナ
ット等を用いて取り付けるための取り付け面として支障
無く使用できる。また、この制振角形鋼管を水平構造材
として用いる場合において、制振材を上部内面に取り付
けておくと、剥がれて制振効果が無くなる恐れがある
が、本発明では制振材を取り付けない二面があるので、
その面を上部とすることにより、制振材の剥がれを防止
でき、長期間に渡って制振効果を保持できる。

【００１６】

【実施例】

実施例１ 角形鋼管ＳＴＫＲ４１（１００ｍｍ×１００ｍｍ×２．
３ｍｍ厚、長さ１ｍ）の内面の隣り合った二面にグリッ
トブラスト処理をし、エポキシ樹脂接着剤（ハヤシール
プライマー：早川ゴム株式会社製）をローラーにて塗布
した。次に、切鉄板（１０００ｍｍ×８５ｍｍ×２．６
ｍｍ厚）を拘束板として２枚用意し、各々の片面にグリ
ットブラスト処理を行い、同様にエポキシ樹脂接着剤を
塗布した。次に、上記拘束板の処理面に制振用架橋ゴム
（ハヤーシール：早川ゴム株式会社製）を注型し、厚さ
２ｍｍの架橋ゴム層を形成した。架橋ゴム層の硬化後、
ゴム層を設けた拘束板を角形鋼管内部へ搬送し、角形鋼
管処理面の二面各々に架橋ゴム面を押し当て接着させ
た。かくして、図１に示すように、角形鋼管２の内面の
隣り合った二面に、架橋ゴム層４と拘束板５とからなる
制振材３を取り付けた制振角形鋼管１を作製した。

【００１７】比較例１ 図２（ａ）に示すように、上記実施例１と同じ角形鋼管
２の内面の一面のみに、実施例１と同じ架橋ゴム層４と
拘束板５とからなる制振材３を取り付け、制振角形鋼管
１Ａを作製した。

【００１８】比較例２ 図２（ｂ）に示すように、上記実施例１と同じ角形鋼管
２の内面の四面全部に、実施例１と同じ架橋ゴム層４と
拘束板５とからなる制振材３を取り付け、制振角形鋼管
１Ｂを作製した。

【００１９】比較例３ 図２（ｃ）に示すように、上記実施例１と同じ角形鋼管
２の内面の一面のみに、実施例１と同じ拘束板５に厚み
１０ｍｍの架橋ゴム層４′を設けてなる制振材３′を取
り付け、制振角形鋼管１Ｃを作製した。

【００２０】比較例４ 実施例１で用いた角形鋼管２を、そのまま制振処理を施
さず、比較例４として用意した。

【００２１】以上の実施例１、比較例１〜４で作製した
制振角形鋼管の両端に２ｍｍ厚みのゴム板で封をし、試
験に供した。即ち、図３、図４に示すように試験材（例
えば制振角形鋼管１）の両端を２ｍｍ厚みのゴム板６で
封をし、木製架台７上に乗せ、重さ３５０ｇの鋼製ハン
マー８を試験材の上方に１０８ｍｍ離れた高さから試験
材上に落下させて加振し、試験材１の中央に配置したピ
ックアップ９及びレベル計１０にて振動レベルを測定
し、また、試験材１より５００ｍｍ離れた所に配置した
騒音計１２にて音圧レベルＡを測定した。また、振動レ
ベルはブラウン管オシロスコープ１１にて減衰特性を採
取し、特性を評価した。更に、試験材の重量を測定し
た。これらの結果を表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１において、減衰性能 ○は５０ｍＳで
制振、×は５０ｍＳで制振せずを示す。また、表中の
（ ）内の数値は、比較例４（角形鋼管に制振処理を施
さず、そのまま試験材としたもの）に対する差を示すも
のであり、制振材を取り付けたことによる制振効果を示
している。

【００２４】表１の結果から明らかなように、振動レベ
ルは、角形鋼管の二面に制振材を取り付けた実施例１が
最も小さく、次いで、四面全部に制振材を取り付けた比
較例２が小さく、一面のみに制振材を取り付けた比較例
１、３はさほど振動レベルが低下していない。また、音
圧レベルは、四面に制振材を取り付けた比較例２が最も
低く、次いで、二面のみに取り付けた実施例１が低く、
比較例１、３はさほど低下していない。重量は、実施例
１が比較例２に比べてはるかに小さくなっている。この
ように、実施例１の制振角形鋼管は、角形鋼管内面全体
に制振材を取り付けたものよりも軽量でありながらほぼ
等しい制振特性を有しており、また、一面のみに制振材
を取り付けた比較例１、３に比べるとはるかに良好な制
振特性を有していた。

【００２５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の制振角
形鋼管は、角形鋼管の隣り合った二面に制振材を取り付
けるのみで、優れた制振特性を発揮し、工業用機械の主
構成部材として使用した時に装置の騒音を著しく低減で
き、しかも制振材は二面に取り付けるのみであるので、
製造が容易であり、また、制振材を取り付けない面があ
るので、機械の構成部材として使用する際その面を利用
して他の部材を支障なく取り付けることができる等の種
々な効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による制振角形鋼管の概略断
面図

【図２】（ａ）は比較例１において作製した制振角形鋼
管の概略断面図 （ｂ）は比較例２において作製した制振角形鋼管の概略
断面図 （ｃ）は比較例３において作製した制振角形鋼管の概略
断面図

【図３】実施例１及び比較例において作製した制振角形
鋼管を試験材として振動試験を行う状態を示す概略斜視
図

【図４】図３の概略側面図

【符号の説明】

１ 制振角形鋼管（実施例） １Ａ、１Ｂ、１Ｃ 制振角形鋼管（比較例） ２ 角形鋼管 ３ 制振材 ４ 架橋ゴム層 ５ 拘束板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角形鋼管の隣り合った二面に制振材を取
   り付けたことを特徴とする制振角形鋼管。
2. 【請求項２】 前記制振材が、架橋ゴム層とそれを押さ
   える拘束板とからなることを特徴とする請求項１記載の
   制振角形鋼管。